編者按
草地貪夜蛾,世界十大植物害蟲之一,幼蟲能取食350多種植物。今年1月11日,草地貪夜蛾首次在我國被發現,隨後迅速從雲南擴散,已經入侵全國25個省份,實際危害面積246萬畝,對玉米、甘蔗、高粱、香蕉、水稻等多種作物造成影響。
昨日,農業農村部舉行新聞發布會,介紹草地貪夜蛾的防控工作:目前,南方玉米已經收穫,北方玉米灌漿成熟,草地貪夜蛾對玉米主產區的威脅已經全面解除。
「蟲口奪糧」首戰告捷,背後是農戶、專業植保人士和政府部門八個月的艱辛鏖戰。
「只要是綠的,它就吃。」
王叔說著又從玉米葉裡揪出一條蟲子。
王叔家在雲南省文山市丘北縣,他在村子裡種了四畝多的玉米。今年四月,玉米剛栽下不久,田裡就來了一種他從未見過的蟲子。最初吃嫩葉,後來吃雄花雌花;現在玉米開始結棒子了,它們又在玉米棒上鑽洞。
從玉米棒子裡鑽出來的蟲子 | 作者供圖
王叔不知道這是什麼蟲子:「帶點金色,我就叫它金蟲。」
這種「金蟲」,就是臭名昭著的草地貪夜蛾(Spodoptera frugiperda)。
基本有玉米田的地方就有。
在王叔家和丘北縣其他幾處玉米田裡,不管處於什麼生長期的玉米,都有草地貪夜蛾幼蟲蠶食的痕跡——
在一米高的玉米植株上,蟲子鑽進喇叭口裡,留下黃棕色的糞便;或是把葉子咬得千瘡百孔,甚至直接咬斷,破壞葉片的光合作用,影響植株生長。而像王叔家的玉米,已經長到一人多高、再過一個月就能收成了,幼嫩的玉米棒子上卻遍布蟲咬的洞口——這樣下去,今年的收成令人擔憂。
作為聯合國糧農組織全球預警的重要遷飛性農業害蟲,草原貪夜蛾有著極強的破壞性。根據其他國家的經驗,在草地貪夜蛾肆虐的地區,作物受害後一般減產20%~30%,嚴重時可以造成絕收。
圖1:喇叭口比較幼嫩,深得草地貪夜蛾的喜愛;圖2:千瘡百孔的葉子,甚至有的被咬斷了;圖3:草地貪夜蛾在玉米上留下的洞。左滑查看更多,均為作者供圖。
丘北縣植保站的工作人員告訴果殼,為了對付這種素未謀面的蟲子,他們一早就在田地裡放置了用於監測的測報燈,後來又通過人工在田地裡進行排查。今年4月,他們在丘北縣的平寨鄉第一次發現了草地貪夜蛾;僅僅3個月後,丘北縣約40萬畝的玉米田裡,就已經有20多畝出現了蟲害。而且,當地玉米的生育期參差不齊,有老有嫩,給蟲子提供了豐富的口糧。
「太慘了。」在王叔的玉米田裡,趙德柱忍不住又感慨道。
他是植物保護專業的研究生,主要研究方向是害蟲防治。過去的這個七月,他走過大半個雲南,採集各地農田裡的草地貪夜蛾樣本。蟲子不難找,「基本有玉米田的地方就有」,甚至海拔2200米的地方還能採到蟲子。
王叔用的一種農藥,甲氰菊酯是農業部推薦的應急藥劑之一 | 作者供圖
面對來勢洶洶的草地貪夜蛾,王叔也不知道該怎麼辦。他能接觸到的「懂行的人」,就是鎮上的農藥店。店裡推薦的幾種藥效果還不錯,打藥幾個小時後,就能看到蟲子出現中毒的症狀。但問題在於,這種蟲子喜歡鑽蛀,藥劑很難接觸到在玉米內部的蟲子,所以田間殺滅率並不高。況且,不僅大齡幼蟲會在附近的玉米植株上遷移,成蟲也會遷飛產卵,所以即使玉米田裡剛剛殺過蟲,不久又會有新的蟲子飛過來,防不勝防。
無奈之下,王叔只好多打幾次農藥。
趙德柱告訴果殼,這是因為草地貪夜蛾具有遷飛性。這種蟲子從緬甸飛入我國境內,又從雲南飛向其他省份。即使這邊撲殺了蟲子,也會有新的蛾子從其他地方飛過來產卵;每個卵塊上密密麻麻排列了上百顆蟲卵,等它們孵化出來,幼蟲又能在這片玉米地上大快朵頤,吃飽喝足發育成會飛的蛾子,再飛到其他地方的農田去繁衍下一代。
不打藥就沒收成了。
一千多公裡外,廣州市花都區的農戶們也遭遇了類似的困境。
4月23日,草地貪夜蛾入侵廣東,當時玉米正值幼苗期,給蟲子提供了充足的口糧。為了對付這些不速之客,農戶們換上了效果更強的農藥,「打多一點,打濃一點」。往年一季玉米大概打三到四回農藥,現在基本得翻一番。
毫無疑問,這意味著更高的成本——農藥得買,打藥得費人工。農戶陳姐算了一筆帳:她家種了一百來畝的甜玉米,往年每畝地能收2000斤,今年防蟲防得不理想的田裡只能收下600斤;再加上多打的幾道農藥、打藥請工人的費用。這一季玉米,她得損失十來萬。
但貴也得打,「不打藥就沒收成了。」另一位農戶這樣告訴果殼。
打藥幾個小時後,草地貪夜蛾幼蟲蟲體變黑 | 作者供圖
目前,對付草地貪夜蛾,化學農藥「不一定是最好的,但不用不行」。華南農業大學的徐漢虹教授用「防洪抗災」來比喻當下的防蟲任務——最緊要的是應急,要快速地撲滅蟲子,儘量不讓它們定居下來。與時間賽跑,化學防控是「最有效、最現實的方法」。
不過,農藥種類那麼多,該用哪種、該怎麼用,這些都還需要細化。
徐漢虹是廣東省草地貪夜蛾防控技術指導專家組的組長。廣東省出現草地貪夜蛾後,他迅速到廣州市及周邊考察蟲害情況,其團隊並在廣州市花都區選定了一塊玉米地,準備開展藥劑篩選工作。5月13日,篩藥工作正式開始。約十五畝多的玉米地,大概有二十四個籃球場那麼大;一部分用來篩選不同的農藥,一部分則作為示範田,展示篩選出的農藥的殺蟲效果。
在試驗田裡查蟲 | 徐漢虹團隊供圖
篩選農藥時,不僅要比較哪種農藥更好,還要測試施藥的用量、時間和方法。草地貪夜蛾的幼蟲喜歡鑽進玉米的喇叭口裡,等黃昏之後再爬出來;有了隱蔽位置作為掩護,幼蟲很容易就能躲過農藥的攻擊。因而,在試驗中,試驗田一部分用於在白天做常規噴藥,一部分則需要在傍晚針對喇叭口施藥,在蟲子的家門口下毒,殺蟲效率明顯會更高。
陳姐也去圍觀了試驗田。很拼——她這樣評價做試驗的學生們。白天近40度的高溫下,在田地裡彎著腰給植株打藥或數蟲,曬得滿臉通紅,甚至有學生暈了過去;等天黑之後,他們還得帶著頭燈繼續工作。
帶著頭燈在夜幕下施藥 | 徐漢虹團隊供圖
一周之後,團隊篩選出了5種化學藥劑,結合施藥的時間和方法,制定了一份應急防控技術方案,在廣東省內示範推廣。
但這份施藥方案,陳姐卻沒用過:「效果應該比較好,但有點麻煩。」
對於農戶來說,試驗田裡的操作未免過於精細。例如給喇叭口施藥時,研究人員得彎下腰、用膠頭滴管一滴一滴點到喇叭口裡。這樣雖然省了農藥,但費時間、費人工,農戶自然也難以做到。為了方便操作,徐教授團隊根據農民的土法子,改進了一種「點施器」——無需彎腰,只要輕輕一按,噴頭就會精準地噴出5毫升液體,這是喇叭口點施藥液的推薦用藥量。
新改進的「點施器」,輕輕一按就能噴出5ml液體 | 徐漢虹團隊供圖
即便如此,理想與現實的差距仍不少見。比如說,廣東地區種植的甜玉米經濟效益高,農戶願意投入的成本也更高;而在種植飼料玉米的地區,農民的收益原本就低,不可能進行精細費時的防治。根據趙德柱的介紹,有一些農戶甚至在種下玉米之後就外出打工了——沒有被殺死的幼蟲,會不會變成更多成蟲、遷飛到其他地區為非作歹?這些都不知道。
對此,徐教授的團隊開展了更多的防控技術研究,例如種衣劑、拌種、灌根等通過根區施藥的方法,或者是滴灌隨水施藥等技術。簡化施藥程序,降低防治成本,從理想的試驗田到現實的玉米地,中間還隔著農戶的經濟困境。
它可能是草地貪夜蛾的剋星。
但草地貪夜蛾的防治一味依賴於農藥,也不符合「綠色植保」的理念。
長期打藥,草地貪夜蛾可能會演化出抗藥性,對一些藥劑「免疫」;長此以往,能夠有效殺滅它們的農藥將越來越少。而且,草地貪夜蛾可能會在南方越冬定殖,也可能源源不斷地從其他地方遷飛過來,農戶們只能被動地持續打藥,這也是一筆不小的開支。更別論一旦用藥不當,還可能會誤殺其他昆蟲,汙染環境。
徐教授團隊的章婉賢告訴果殼,對付草地貪夜蛾,當下要先快速撲殺,將害蟲數量控制在一定水平,之後更加理想的防治方式則是「綜合防控」。
綜合防控包括多個層面。除了合理使用農藥之外,還包括通過燈光、食物、性誘劑等途徑進行誘捕,從而監測害蟲的數量變化;通過輪換種植、間隔種植等,提高農田的生物多樣性,豐富害蟲的天敵種類;以及通過天敵來控制害蟲數量等等。
在田間進行性誘劑篩選測試 | 作者供圖
目前,國內的一些團隊正在研究草地貪夜蛾的捕食性天敵,例如蠋蝽、東亞小花蝽、益蝽等;這類天敵的作用非常好理解,它們可以直接吃掉害蟲。而有些研究者則聚焦於一類非常小的蟲子——草地貪夜蛾的寄生性天敵。
今年五月,陳華燕找到了有寄生蜂的草地貪夜蛾卵塊。
他是中山大學的昆蟲學博士後。平日裡,他會到野外拍攝蟲子;草地貪夜蛾入侵廣州之後,他開始有意地將鏡頭對向它們。找了一個星期之後,他在廣州大學城的一小片玉米地上,發現了一些夜蛾的卵塊,其中兩塊上面還有寄生蜂。在外行人看來,這幾乎無法想像——這些寄生蜂的體型非常小,大約只有0.5毫米;肉眼看來,完全是一個可以忽略不計的小黑點。但憑著過往的研究經驗,陳華燕猜測,這些寄生蜂可能與草地貪夜蛾有關。
正在夜蛾卵塊上寄生的黑卵蜂。圖片經過放大,實際的夜蛾卵塊大約1釐米左右 | 陳華燕
通過形態學和基因信息,他的猜想最終得到了驗證:他找到的卵塊是草地貪夜蛾的卵塊,而上面正在寄生的小黑點,正是國外曾經報導的、能夠對付草地貪夜蛾的一種寄生蜂——夜蛾黑卵蜂(Telenomus remus)。
寄生蜂是生物防治常用的一類寄生性天敵。它們把卵產在寄主的蟲卵、蟲蛹或蟲體上,破壞寄主的正常生理功能;而寄生蜂自己的卵則會繼續孵化,長大成為成蟲後繼續寄生。如此循環往復,算得上一勞永逸。
「它可能是草地貪夜蛾的剋星。」廣東省農業科學院植物保護研究所的高級農藝師廖永林對這種寄生蜂也充滿期待。
他同樣在廣州找到了寄生在草地貪夜蛾蟲卵上的夜蛾黑卵蜂,並與陳華燕合作,測量了這種寄生蜂在自然條件下的寄生率。結果發現,草地貪夜蛾的卵塊中,大約有30%被寄生;每個卵塊上,大概有一半的蟲卵中招。
這樣的寄生率讓他們大為鼓舞。陳華燕告訴果殼,夜蛾黑卵蜂是當地本來就有的,它們原本寄生在斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的蟲卵上;現在草地貪夜蛾入侵了——在他們進行研究時,才入侵了一個月——這些寄生蜂就能分出一部分兵力對付這個新來的敵人,而且能把新敵人消滅個15%,這是很好的戰果。而如果進行人工釋放,寄生率可能還會更高。
正在寄生的夜蛾黑卵蜂 | 廖永林
另外,這種寄生蜂所寄生的是蟲卵——也就是說,害蟲連孵化成幼蟲的機會都沒有,是真正意義上的「扼殺在搖籃裡」。如果能夠推廣使用,寄生蜂不僅可以控制草地貪夜蛾的數量,還能夠減少農藥的使用,對生態環境比較友好。
然而,在果殼所接觸到的幾位農戶當中,農藥仍然是他們最熟知的治蟲手段,而「寄生蜂」則是一個完全陌生的名詞。一方面,寄生蜂的見效相對緩慢,不像農藥那樣,能夠立竿見影地殺死蟲子;另一方面,培育成本太高。雲南省文山市丘北縣植保站也告訴果殼,他們去年防治其他蟲害的時候,也曾嘗試使用另一種叫蚜繭蜂的寄生蜂;效果雖好,卻因為飼養成本太高而難以廣泛應用。
在實際應用中,寄生蜂會以「卵卡」的形式進行投放。一般來說,卵卡上是寄主的蟲卵,已經被寄生蜂寄生過了;投放之後,等時間一到,寄生蜂就會破卵而出,繼續去寄生田間的害蟲。想要成規模地進行應用,就必須養殖足夠多的寄主,才能製成足夠多的被寄生過的卵卡。
某種平腹小蜂的卵卡 | Rainforest Foods / Pinterest
雖然夜蛾黑卵蜂已經有現成的寄主——草地貪夜蛾就是其中之一;但可惜,目前還無法大規模、低成本地進行人工養殖。因而,尋找便宜的、好養活的替代寄主,成了實際應用中的最大障礙。
除此之外,寄生蜂的保存、運輸、釋放等環節,也是亟需解決的問題。從實驗室到田間,寄生蜂要飛過的路程恐怕還有很遠。
這是目前世界上信息最完整的草地貪夜蛾基因組。
今年6月,深圳華大基因測出了草地貪夜蛾的基因組信息——這相當於他們往常半年的工作量;不過這一次,加班加點、通力合作,他們僅僅25天就完成了這項任務。
華大基因的項目負責人劉歡告訴果殼,這是目前世界上信息最完整的草地貪夜蛾基因組,可以作為信息最全的「參考基因組」。
「參考基因組」如同一個基準,可以用來與新的基因信息做比對。
例如前面提到的抗藥性問題。如果一些草地貪夜蛾演化出了對某種藥物的抗藥性,那它們的基因也會發生相應的變化。此時,我們只要將新採集蛾子樣本的基因信息,直接與「參考基因組」對比,一兩天之內就能知道,草地貪夜蛾發生了什麼變異、是否出現了某種抗藥性,從而及時調整我們對付它的策略。
通過此次測序,研究人員發現,草地貪夜蛾的基因中,有兩個基因家族嚴重擴張。這兩個家族分別與抗藥性和排毒能力有關,這或許也從基因層面揭示,為什麼這種蟲子難以防治。
同時,通過基因分析和反覆確認,他們還在從廣東採集的樣本中發現了「水稻型」草地貪夜蛾。
草地貪夜蛾有兩個類型——玉米型和水稻型。目前,我國發現的主要為玉米型,它們已經對玉米、甘蔗等重要作物造成危害;一旦出現成規模的水稻型,那麼我們最主要的糧食作物水稻也會受到威脅。
王叔家附近的農田,玉米和水稻緊挨在一塊兒 | 作者供圖
「但我們本身不是做這個的。」華大研究人員說,他們只是通過自己擅長的技術,破譯草地貪夜蛾的基因組;至於其中更具體的信息,還需要交由這一領域的專業人士解讀和應用。
因而,他們將草地貪夜蛾的基因組共享出來,供各個研究團隊使用。據華大基因介紹,已經有不少研究組在第一時間諮詢獲取了草地貪夜蛾的基因組信息,進行相關科學的研究。通過解碼基因組信息,研究人員試圖找到草地貪夜蛾的軟肋,例如在它們免疫機制中一些至關重要的蛋白質,從而開發出新的藥物來對付它們。
從基因角度切入蟲害的難題,華大的研究人員相信,這會帶來改革與新的開始。
從發現草地貪夜蛾入侵雲南至今,已經過去了8個月。這段時間裡,它們不斷地向各地擴散,而植保工作者也馬不停蹄地探索與之抗衡的方法。
防控工作首戰告捷,但這場「蟲口奪糧」的戰役還在繼續。草地貪夜蛾將在我國南方越冬定殖,可能也仍將從境外入侵,繼續在遷飛、產卵、孵化之間完成它們的世代交替;實驗室仍在尋找寄生蜂的替代寄主,試驗田裡仍在優化易於推廣的施藥方法,而趙德柱也已經出國採集更多的樣本。
花都區的陳姐已經種下了新一季的玉米。因為缺乏其他作物的種植經驗,她只能繼續種玉米;這一回,她會先噴藥再播種,希望能防住這些蟲子。文山市的王叔則還得給玉米打多幾道藥、查多幾回蟲子,才能獲得今年的第一次收成。
希望王叔家的收成別太糟糕 | 作者供圖
那天,王叔知道趙德柱是做科研的,熱情地開著他的三輪電動車,把我們拉到他的玉米田裡。我們在田裡看了很久,後來坐著三輪車顛簸著回到村裡時,天色已經完全暗了。我對於這場霸佔了晚飯時間的叨擾很是抱歉:「謝謝您花了這麼多時間帶我們去看玉米。」
沒想到,王叔卻用他濃重的口音,磕磕巴巴地說:「是要謝謝你們來,希望可以早點開發出好用的藥,對付這種蟲子。」
感謝以下人物和機構的幫助和指導:
趙德柱、王叔、丘北縣植保站、陳姐、徐漢虹、章婉賢、陳華燕、廖永林、華大基因、羅世孝、諶愛東
(排名不分先後)
應受訪者要求,趙德柱為化名。
作者:麥麥
編輯:luna,Mo,雪竹
參考資料:
[1]http://www.moa.gov.cn/hd/zbft_news/cdtyefk/
[2]http://www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/201906/t20190605_6316201.htm
[3] http://www.xinhuanet.com/fortune/2019-06/05/c_1124583592.htm
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